【数据结构初阶第九节】深度理解 “栈” （附源码）

hello，又见面了！

目录

1.  栈的概念与结构

2、栈的实现

Stack.h

Stack.c

test.c

3、习题

正文开始——

1.  栈的概念与结构

栈：一种特殊的线性表，其只允许在固定的一端进行插入和删除元素操作。进行数据插入和删除操作的一端称为栈顶，另一端称为栈底。栈中的数据元素遵守先进后出的原则。

压栈：栈的插入操作叫做进栈/压栈/入栈，入数据在栈顶。

出栈：栈的删除操作叫出栈，出数据也在栈顶。

【图解】

栈的底层结构

内存比较：双向链表比单链表多了一种指针，内存占用就相对多一些；数组和单链表，数组每次都以2倍大小增容，正因如此，无需多次增容，而单链表每次增加数据都要申请空间，删除数据要释放空间，较为繁琐。

栈的实现一般可以使用数组或者链表实现，相对而言数组的结构实现更好一些，因为数组在尾插数据时代价更小。

2、栈的实现

栈里的数据不能被遍历，不能被随机访问。每次取数据只能取栈顶数据

Stack.h

#pragma once#include#include#include#include//定义栈的结构typedef int STDataType;typedef struct Stack{STDataType* arr;int capacity; //栈的容量int top; //栈顶}ST;//初始化void STInit(ST* ps);//销毁void STDestroy(ST* ps);//入数据void StackPush(ST* ps, STDataType x);//出数据void StackPop(ST* st);//取栈顶元素STDataType StackTop(ST* ps);//判空bool StackEmpty(ST* ps);//获取栈中有效的数据个数int STsize(ST* ps);

Stack.c

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1#include\"Stack.h\"//初始化void STInit(ST* ps){assert(ps);ps->arr = NULL;ps->capacity = ps->top = 0; //此时栈为空，栈顶=栈底}//销毁void STDestroy(ST* ps){assert(ps);if (ps->arr){free(ps->arr);}ps->arr = NULL;ps->capacity = ps->top = 0;}//入数据void StackPush(ST* ps, STDataType x){assert(ps);//判断空间是否足够if (ps->capacity == ps->top){//申请空间int newCapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : 2 * ps->capacity;STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(ps->arr, newCapacity * sizeof(STDataType));if (tmp == NULL){perror(\"realloc file!\");exit(1);}ps->arr = tmp;ps->capacity = newCapacity;}//空间足够ps->arr[ps->top++] = x;}//出数据void StackPop(ST* ps){assert(ps);assert(!StackEmpty(ps));ps->top--;}//判空bool StackEmpty(ST* ps){assert(ps);return ps->top == 0;}//取栈顶元素STDataType StackTop(ST* ps){assert(ps);assert(!StackEmpty(ps));return ps->arr[ps->top - 1];}//获取栈中有效的数据个数int STsize(ST* ps){assert(ps);return ps->top;}

test.c

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1#include\"Stack.h\"void STTest(){ST st;STInit(&st);StackPush(&st,1);StackPush(&st,2);StackPush(&st,3);StackPush(&st,4);StackPush(&st,5);printf(\"size:%d\\n\", STsize(&st));/*StackPop(&st);*///循环出栈，直到栈为空while (!StackEmpty(&st)){STDataType data = StackTop(&st);printf(\"%d \", data);//出栈StackPop(&st);}printf(\"size:%d\\n\", STsize(&st));STDestroy(&st);}int main(){STTest();return 0;}

3、习题

【思路】 

//定义栈的结构typedef char STDataType;typedef struct Stack{STDataType* arr;int capacity; //栈的容量int top; //栈顶}ST;//初始化void STInit(ST* ps){assert(ps);ps->arr = NULL;ps->capacity = ps->top = 0; //此时栈为空，栈顶=栈底}//销毁void STDestroy(ST* ps){assert(ps);if (ps->arr){free(ps->arr);}ps->arr = NULL;ps->capacity = ps->top = 0;}//入数据void StackPush(ST* ps, STDataType x){assert(ps);//判断空间是否足够if (ps->capacity == ps->top){//申请空间int newCapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : 2 * ps->capacity;STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(ps->arr, newCapacity * sizeof(STDataType));if (tmp == NULL){perror(\"realloc file!\");exit(1);}ps->arr = tmp;ps->capacity = newCapacity;}//空间足够ps->arr[ps->top++] = x;}//判空bool StackEmpty(ST* ps){assert(ps);return ps->top == 0;}//出数据void StackPop(ST* ps){assert(ps);assert(!StackEmpty(ps));ps->top--;}//取栈顶元素STDataType StackTop(ST* ps){assert(ps);assert(!StackEmpty(ps));return ps->arr[ps->top - 1];}bool isValid(char* s) { ST st; STInit(&st); char* ps=s; while(*ps!=\'\\0\') { //左括号，入栈 if(*ps==\'(\'||*ps==\'[\'||*ps==\'{\') { StackPush(&st,*ps); } else //右括号，与栈顶元素判断是否匹配，匹配，出栈，不匹配，返回false { if(StackEmpty(&st)) { STDestroy(&st); return false; } char ch=StackTop(&st); if(*ps==\')\'&&ch==\'(\'||*ps==\'}\'&&ch==\'{\'||*ps==\']\'&&ch==\'[\') { StackPop(&st); } else { STDestroy(&st); return false; } } ps++; } bool ret=StackEmpty(&st)==true; STDestroy(&st); return ret;}

至此，栈，结束——

完——

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至此结束——

我是云边有个稻草人

期待与你的下一次相遇 ！